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如图所示为一块很大的接地导体板,在与导体板相距为d的A处放有带电量为-q的点电荷...

如图所示为一块很大的接地导体板,在与导体板相距为dA处放有带电量为-q的点电荷.

1)试求板上感应电荷在导体内P点产生的电场强度.

2)试求感应电荷在导体外P'点产生的电场强度(PP'点对导体板右表面是对称的)

3)在本题情形,试分析证明导体表面附近的电场强度的方向与导体表面垂直;

4)试求导体上的感应电荷对点电荷-q的作用力.

 

见解析所示 【解析】 (1)导体板静电平衡后有E感=E点,且方向相反,因此板上感应电荷在导体内P点产生的场强 其中r为AP间距离,方向沿AP,如图甲所示. 甲 (2)因为导体接地,感应电荷分布在右表面,感应电荷在P点和P'点的电场具有对称性,因此有: 方向如图所示. (3)考察导体板在表面两侧很靠近表面的两点P1点和P1'.如前述分析,感应电荷在导体外P1'点产生的场强大小为: . 点电荷-q在P1'点产生的场强大小与之相同,它们的方向如图乙所示.从图乙看出,P1'点的场强为上述两个场强的矢量和,即与导体表面垂直. 乙 (4)重复(2)的分析可知,感应电荷在-q所在处A点的场强为: 方向垂直于导体板指向右方 该场作用于点电荷-q的电场力为: 负号表示力的方向垂直于导体板指向左方。  
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无限大接地金属板和板前一点电荷形成的电场区域,和两个等量异号的点电荷形成的电场等效.如图所示P为一无限大金属板,Q为板前距板为r的一带正电的点电荷,MN为过Q点和金属板垂直的直线,直线上AB是和Q点的距离相等的两点.下面关于AB两点的电场强度、电势判断正确的是

A.

B.

C.

D.

 

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如图所示,有一块无限大的原来不带电的金属平板MN,现将一个带电量为+Q的点电荷放置于板右侧的A点,并使金属板接地.已知A点离金属板MN的距离为d C点在A点和板MN之间,AC⊥MN,且AC长恰为.金属平板与电量为+Q的点电荷之间的空间电场分布可类比______________(选填等量同种电荷等量异种电荷)之间的电场分布;在C点处的电场强度EC=______________

 

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如图,两根相距l=0.4m的平行金属导轨OCOC水平放置。两根导轨右端OO连接着与水平面垂直的光滑平行导轨ODOD,两根与导轨垂直的金属杆MN被放置在导轨上,并且始终与导轨保持保持良好电接触。MN的质量均为m=0.2kg,电阻均为R=0.4ΩN杆与水平导轨间的动摩擦因数为μ=0.1。整个空间存在水平向左的匀强磁场,磁感应强度为B=0.5T。现给N杆一水平向左的初速度v0=3m/s,同时给M杆一竖直方向的拉力F,使M杆由静止开始向下做加速度为aM=2m/s2的匀加速运动。导轨电阻不计,(g10m/s2)。求:

(1)t=1s时,N杆上通过的电流强度大小;

(2)M杆下滑过程中,外力F与时间t的函数关系;(规定竖直向上为正方向)

(3)已知N杆停止运动时,M仍在竖直轨道上,求M杆运动的位移;

(4)N杆在水平面上运动直到停止的过程中,已知外力F做功为﹣11.1J,求系统产生的总热量。

 

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如图,质量均为m的两个小球AB固定在弯成直角的绝缘轻杆两端,AB=OB=l,可绕过O点且与纸面垂直的水平轴无摩擦地在竖直平面内转动,空气阻力不计。A球带正电,B球带负电,电量均为q,整个系统处在竖直向下的匀强电场中,场强E=。开始时,AB水平,以图中AB位置为重力势能和电势能的零点,问:

(1)为使系统在图示位置平衡,需在A点施加一力F,则F至少多大?方向如何?

(2)若撤去FOB转过45°角时,A球角速度多大?此时系统电势能总和是多大?

(3)若撤去FOB转过多大角度时,系统机械能最大?最大值是多少?

 

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如图1所示,足够长的固定斜面倾角为,一小物块从斜面底端开始以初速度沿斜面向上运动,若,则经过后小物块达到最高点,多次改变的大小,记录下小物块从开始运动到最高点的时间,作出图像,如图2所示,(g),则:

1)若斜面光滑,求斜面倾角

2)更换另一倾角的斜面,当小物块以沿斜面向上运动时,仍然经过到达最高点,求它回到原来位置的速度大小;

3)更换斜面,改变斜面倾角,得到的图像斜率为k,则当小物块以初速度沿斜面向上运动时,求小物块在斜面上运动的总时间为多少?

 

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